(57)【要約】【課題】マルチホップ通信システムでのデータスループットを改善すること。【解決手段】本発明はソース装置から宛先装置へ少なくとも１つの中間装置を介して信号を伝送するための無線通信システム並びに関連する方法及び装置に関連する。特に本発明はマルチホップ通信システムでデータスループットを改善する技術に関連する。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース装置、中間装置及び基地局を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該通信システムは：
ｉ）基地局に設けられた制御手段；
ｉｉ）基地局により導出される或るインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）前記変化の検出に応じて、中間装置の送信電力を要求される所望値に近づけるための変更内容を決定する決定手段；
を有し、前記決定手段は、中間装置の送信電力の変更要求を制御手段に送信する要求送信手段を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
中間装置の送信電力に要求される変更が送信電力を減らすものであることが確認された場合に、前記制御手段は、中間装置の送信電力の変更要求受信後に、中間装置の送信電力の変更を指示する命令を中間装置に発行する
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記中間装置は、該中間装置で受信した通信信号の品質のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記中間装置は前記インジケータを基地局のインジケータ受信手段に送信し、前記基地局は該基地局で導出されたインジケータと前記中間装置で導出されたインジケータとの不均衡を検出する不均衡検出手段を更に有し、前記決定手段は、前記不均衡の前記不均衡検出手段による検出後に、該不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変更内容を決定し、前記制御手段は、前記変更内容の決定後に、要求される変更内容に従ってソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
ソース装置、中間装置及び基地局を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該通信システムは：
ｉｖ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
ｖ）不均衡検出手段による不均衡の検出に応じて、不均衡を減らすのにソース装置に要求される送信電力の変更を決定する決定手段；
ｖｉ）変更の決定に続いて、ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行する、基地局に設けられた制御手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
マルチホップ通信システムで中間装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを基地局で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータの所望値からの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）インジケータを所望値に近づける中間装置の送信電力に要求される変更内容を決定するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
マルチホップ通信システムでソース装置の送信電力を制御する方法であって、マルチホップ通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変化を決定するステップ；及び
ｉｖ）ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
１以上の中間装置を介して、ソース装置からの通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出されたインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）インジケータ変化検出手段による前記変化の検出に応じて、インジケータを所望値に近づけるのに必要な、中間装置の送信電力の変更を決定し、中間装置の送信電力を変える要求を制御手段に送信する決定手段；
ｉｖ）前記要求を決定手段から受信する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【請求項８】
前記制御手段は入力信号を受信する入力信号受信手段を有し、該入力信号は、中間装置の送信電力の増加が禁止されているか否かを制御手段が判定できるようにする。
ことを特徴とする請求項７記載の基地局。
【請求項９】
前記基地局は：
ｉ）中間装置で受信された通信信号の品質を示す中間装置で導出されたインジケータを受信する受信手段；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置から受信されたインジケータの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
を更に有し、決定手段は、不均衡検出手段により不均衡を検出した後で、不均衡を減らすのに要求されるソース装置の送信電力の変更を決定し、制御手段は、要求される変更の決定後に、ソース装置の送信電力の変更を指令する要求をソース装置に発行する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の基地局。
【請求項１０】
１以上の中間装置を介して、ソース装置からの通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置で受信した通信信号の品質を示す１以上のインジケータを中間装置から受信するインジケータ受信手段；
ｉｉｉ）基地局で導出されたインジケータと中間装置から受信されたインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
ｉｖ）不均衡検出手段による不均衡の検出後に、不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変化を決定する決定手段；及び
ｖ）変更の決定後に、ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から宛先装置へ信号を伝送する無線通信システム及び関連する方法に関する。特に本発明はマルチホップ通信システムでのデータスループットを改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信信号が空間を伝搬する際に散乱又は吸収されることに起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じると、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できる：
L=b+10  n  logd    （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10(L/10)で与えられる。
【０００３】
図１Ａは基地局（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）として知られている）、中継ノード（ＲＮ）及びユーザ装置（ＵＥ）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；その信号を又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。
【０００４】
以下の表１はマルチホップ伝送システムにおける様々なリンクで伝送された信号のパスロス計算値のいくつかの具体例を与え、そのリンクはソースから宛先（ＳＤ）、ソースから中間（ＳＩ）及び中間から宛先（ＩＤ）である。ここでｂ及びｎはリンクの各々で同じままであるように仮定されている。
【０００５】
【表１】
2006352891.tif 000003
表１
上記の計算例は、間接的なリンクで体験する絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで体験するパスロスより少ないことを示す。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD)      （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形関係を引き出す。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）は、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に達成されることが理解できる。実現されるならばマルチホップ通信システムは送信機の送信電力を潜在的に削減可能にする。これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。
【０００６】
明らかに、パスロス及び距離の間の非線形関係に起因して、ソース及び宛先に対する中間装置の位置は、ソース及び宛先間の直接的な即ちシングルホップの伝送に比較して、マルチホップ伝送が有するポテンシャルゲインに決定的に影響する。このことはマルチホップ伝送で達成される理論的ゲインのグラフ表現を示す図２Ａに示され、図２Ａはソース装置及び宛先装置間の中間装置の相対的な規格化された位置に対する全パワーロス（ｄＢ）をプロットしている。
【０００７】
先ず、ソース及び宛先間の直接的なリンクの線上に中間ノードが位置している場合（この場合、経路延在因子（ｓ）＝１である）を考えると、ポテンシャルゲインは、中間点から離れてソース装置へ又は宛先装置へ向かうにつれて減少することが理解できる。同様に中間装置の位置が直接リンクの線上から離れるにつれて、２つの伝送セグメントの合計の全経路長が伸びるにつれて（経路延在因子をｓ＝１．１，ｓ＝１．２等のように増やすにつれて））、理論的ゲインのグラフ領域が再び減少していることが分かる。
【０００８】
しかしながらマルチホップ通信システムの適用性を検査するために実行されたシミュレーションは、意外にもデータスループットの低いゲインを示した。実際、経験するゲインはパスロスの数式Ａに基づく簡易な分析で示唆されるポテンシャルゲインを大きく下回る。その結果、信号範囲の拡張性、ソース及び宛先間での信号伝送に要する全送信電力を潜在的に削減できること、及びマルチホップでなかったならば到達できないノードへの接続性等の観点からマルチホップシステムが示す潜在的な利点にもかかわらず、無線システムオペレータはマルチホップネットワークを実現することを思いとどまっている。
【０００９】
予測されるゲインとシミュレーションされたゲインの間にそのような不一致が存在する理由の1つは、前者の予測が、パスロスパラメータｂ及びｎが全てのリンクで同じであるとする仮定に基づくことである。つまり実際には、これらの値は、中継ノードの高さと比較したソース装置及び宛先装置のアンテナ高さに起因して変化する。かくて更に現実的な値のテーブルが以下の表２に与えられる。表中３ＧＰＰの項で示される値は、中間装置のアンテナ高さがおおよそソース及び宛先装置でのアンテナ高さの間のどこかにあることを考慮のうえ３ＧＰＰで使用されるモデルを適用することで得られたものである。ＵｏＢの項で示される値はブリストル市における典型的な配備に基づいてブリストル大学で行われたモデリングから導出されたものである。
【００１０】
【表２】
2006352891.tif 000004
表２
図２Ｂには、表２のパスロスパラメータを用いたグラフ（全パスロス対規格化された中継ノード位置）が示されている。理論的な中継ノードの位置を調整しながら全パスロスを計算するために、より現実的なパスロスパラメータ群が使用される場合には、図２Ａの完全な「釣り鐘形状」は得られないことが理解できる。実際、グラフの領域は減少している。中継ノード又はユーザ装置の位置の比較的小さな変化は、通信リンクにおける絶対パスロスの変化を招き、受信装置における通信信号の品質にかなりの影響を与えることが分かる。従って、達成されるゲインがマルチホップ伝送により得られる場合には、ソース及び宛先間の直接的な伝送に比較して、中間装置又は中継ノードの位置は重要である。
【００１１】
しかしながら現実世界で遭遇しそうなパスロスパラメータのより正確な考慮に基づいて予測を行ったとしても、マルチホップシステムのシミュレーションは、予想されるゲインとは一致しないという結果を示した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、マルチホップ通信システムでのデータスループットを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態は、ソース装置、宛先装置及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムを提供し、前記ソース装置及び中間装置の各々は、通信信号を又はそこから導出された信号を前記宛先装置へ向かう通信方向で送信する送信機を有し、前記宛先装置及び中間装置の各々は、通信信号を又はそこから導出された信号を受信する受信機を有し、前記通信システムは：
ｉ）前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の測定値；及び
ｉｉ）前記又は各々の中間装置で受信された前記通信信号の品質の測定値；
の間で実質的にバランスをとる又は維持するように、１以上の送信機に割り当てられるリソースの測定値を又は測定値の変化を判定する判定手段を有する。
【００１４】
当然に、宛先装置で実際に受信される通信信号は、ソース装置から送信された通信信号でもよいし、それから導出された通信信号でもよいことが理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適実施例は、中間装置で受信される通信信号の品質測定値と宛先装置で受信される通信信号の品質測定値との「均衡−バランス(balance)」を維持する又は達成しようとする。好ましくは、判定手段が1以上の装置の送信電力の変化を決定し、その装置は本発明を利用する通信システムの通信信号を送信し、中間装置で受信される通信信号の品質と宛先装置で受信される通信信号の品質との間の実質的な不均衡を減らす又は防ぐ（即ち、実質的な「バランス」を達成又は維持する。）。
【００１６】
本発明を利用する通信システムで不均衡が存在することは、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との直接的な比較により明らかにされる。或いは不均衡はマッピング関数により比較がなされた場合に明らかにされてもよい。従って等しい値の測定値が均衡したシステムに対して等しいとしない状況が存在してもよいし、同様に異なる値の測定値が均衡したシステムに等しいとされてもよい。
【００１７】
システムを最適化するために、及び／又は中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値とを実質的に均衡させるために、本発明の実施例はマルチホップシステムの配備に先だって使用されてよいことが想定される。全てのリンクにわたる通信信号品質の測定値の「バランス」を達成及び維持するために、  本発明の実施例は既存のマルチホップシステムで実現されてよいことも想定される。かくて本発明は、宛先装置のＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータと中間装置でのＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータとの間で実質的な「均衡（バランス）」を確立するマルチホップ通信システムで使用されてよい。有利なことに送信電力は、マルチホップシステムで通信信号を受信する或る装置に関し、ターゲット受信信号品質に関して初期に最適化される。これは通常的には宛先装置である。かくて、有利なことに、宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変位測定値のインジケータ（＝「ターゲットからの変位」インジケータ）は、本発明の実施例によりシステムが最適される場合に最小化される。そして、ターゲットインジケータからの変分における変化（正でも負でもよい）が検出された場合、例えば通信信号の品質が悪化した又は改善された場合に、或いは装置に設定されるターゲットが変わった場合に、ターゲットインジケータからの変分は増加する。この場合、有利なことに、所望値からのターゲットインジケータからの変分の導出を検出可能にする本発明の実施例は、ターゲットインジケータからの変分を所望値に近づける。
【００１８】
本発明を利用するマルチホップ通信システムのシミュレーションは、信号が宛先装置に直接手伝送されるシステムでかなりのゲインを実証することを示した。実際、本発明の好適実施例を検査するために実行されたシステムレベルのシミュレーション結果は、本発明により「バランス」のとられた通信システムは、マルチホップ伝送に関する希望を満たし、データスループットの改善をもたらすよう期待できることを示す。
【００１９】
本発明の好適実施例により実証される改善されたスループットに関する説明は、それらがマルチホップシステムで必要とされる絶対送信電力の削減を可能にすることが確信される。これは以下で更に詳細に説明される。
【００２０】
説明済みの原理から始めると、単一の直接的な伝送リンクを２つの短い伝送リンクに分けることで、信号が受ける全体的なパスロスの削減が達成される。ソース装置から少なくとも１つの中間装置を経て宛先装置へ通信信号を伝送するのに必要な全送信電力は、ソース装置及び宛先装置間で通信信号を直接的に伝送するのに要するものより少ない。従って、宛先装置（及びひょっとすると中間装置も）が最少の又は「ターゲット」の信号品質を受信することを保証するのに、より少ない送信電力しか必要とされない。送信電力について何の調整もなされなかったならば、かなりの余分な送信電力（即ち、宛先装置及び／又は中間装置で良好な又はターゲットの品質を達成するのに必要なものを超える送信電力）が生じる結果となる。ソース装置及び宛先装置間での直接通信と比較して、マルチホップ通信で達成されるゲインを更に増やすようにはせず、この過剰な送信電力は単に干渉レベルを増やし、通信品質の劣化を招く。劣化はマルチホップシステムのポテンシャルゲインを弱める傾向をもたらし、これは以前に考察されたマルチホップ通信システムの貧弱なシミュレーション結果を説明する。
【００２１】
更に（例えば）２ホップシステムにわたる全体的なスループットは：中間装置で受信されるデータパケット数及び宛先装置で受信されるデータパケット数の低い方によって制限される。受信機で受信されたデータパケット数は、その受信機で終端する通信リンクの品質に依存する。これは例えばスループットの測定値、受信信号強度（ＲＳＳ）の測定値又は信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値によって反映される。かくて実際上マルチホップシステム中の最低品質の通信信号を受信する受信機が、データパケット伝送に関する「ボトルネック」（障害）を形成し、これによりマルチホップシステム内の他のリンクにおけるデータ伝送容量を浪費する。送信機の送信電力の増加は、その最低品質の通信信号を改善するようには機能せず、余分な送信電力を追加する結果となる。従ってそのシステムパフォーマンスでは更なる劣化が生じる。これは図９Ａ及び９Ｂに示され、これらはソース装置（ＮＢ）の送信電力に関し、シングルホップシステムで観測されたものと比較した、２ホップシステムのユーザによって観測された平均パケットスループットのゲイン変化をプロットしている。各グラフは４つのプロットを含み、各々は中間装置の異なる送信電力に関連する。基地局の送信電力が最適点を超えて増やされると、より多くの信号エネルギの放出であるにも関わらず、ゲインの顕著な劣化が生じることが理解できる。
【００２２】
従って、本発明の好適実施例でなされる改善は、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との間の如何なる不均衡でも実質的に減らされる又は防がれることを保証するようにする本発明の様々な手法に帰することが理解できるであろう。かくてデータパケットのスループットを改善しない且つ干渉レベルを増やすようにしか機能しない余分な送信電力が最小化される。
【００２３】
マルチホップシステムでは、「不均衡(imbalance)」（即ち、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との相違）を招くおそれを生じさせる多数の様々なイベントが存在する：
ｉ）リンクの一方で生じるパスロスが変化する。これはそのリンクに関する送信機及び受信機の一方又は双方の位置変化に起因し、又は送信機及び受信機間で生じる環境状態や干渉レベルの変化に起因するかもしれない。
【００２４】
ｉｉ）通信信号を受信する装置はターゲットＲＳＳ又はターゲットＳＩＮＲを有するのが通常的である。これは通常的にはネットワークプロバイダにより設定され、通信システムや受信装置の特性に依存して又は送信されるデータのタイプに依存して変わってもよい。移動電話機又は他のユーザ装置のターゲットＲＳＳ／ＳＩＮＲは変化してよく、ターゲットの如何なる変化も、送信装置の送信電力を調整することで対処され、その調整は宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変化測定値（即ち、「ターゲットからの変化」）を最小化するようになされる。マルチホップシステムの場合には、或る受信装置のターゲットの変化に対処する際に、或る装置の送信電力を単に調整したのではシステム内の不均衡を招いてしまう。
【００２５】
本発明の実施例は、ソース装置から基地局へ１以上の中間装置を介してアップリンク（ＵＬ）で伝送されるデータスループットを改善するために、不均衡又は潜在的な不均衡に応じる手法を提供し、その不均衡は上記の可能なイベントの結果として生じる。標準的な通信システムではアップリンクはＵＥ及びＮＢ間のリンクである。マルチホップの場合、ＵＬは通信がＮＢに向かう方向のリンクを示す（例えば、ＵＥからＲＮ、ＲＮからＮＢ側のＲＮ、及びＲＮからＮＢである。）。更に本発明の実施例はマルチホップシステムを最適化する手法をもたらし、１以上の受信機で設定される如何なるターゲット品質も実質的に維持され、各リンクにわたるデータのスループットは実質的に等しくなる。
【００２６】
本発明の第１形態によれば、ソース装置、中間装置及び基地局を有する通信システムが提供され、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該通信システムは：
ｉ）基地局に設けられた制御手段；
ｉｉ）基地局により導出される或るインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）そのような変化の検出に続いて、中間装置の送信電力の変更要求を決定する判定手段（その変更はインジケータを所望値に近づける）；を有し、判定手段は、中間装置の送信電力の変更要求を制御手段に送信する要求送信手段を有する。
【００２７】
有利なことに、本発明の第１形態の例は、宛先装置及びソース装置の新たな送信電力を計算することで、ｉ）中間装置及び基地局間のパスロス変化；又はｉｉ）基地局のターゲット変化に起因する、基地局によって導出されたインジケータの所望値からの変化に応答する手法をもたらす。有利なことに、要求される送信電力の変化は、インジケータ変化検出手段で検出される変化度合いに関連する。
【００２８】
本発明の第1形態の実施例では、基地局で導出されるインジケータの１つは、基地局で受信された通信信号の強度測定値（例えば、ＲＳＳ）を含む。しかしながら好ましくは基地局で導出されるインジケータの１つは、その基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含んでもよいし、及び／又は基地局に設定されたターゲット受信信号品質からの、その基地局で受信された通信信号の品質の変分の測定値でもよい。ターゲットからの変分インジケータは、ターゲットＲＳＳからの変分、ＳＩＮＲからの変分、又はＲＳＳ及びＳＩＮＲの組み合わせに基づくターゲットからの変分でもよい。基地局で導出されたターゲットインジケータからの変化分が変わると、本発明の第1形態の実施例はターゲットインジケータからのずれを所望値に近づけようとする。
【００２９】
好ましくは制御手段は、中間装置の送信電力の変更要求の受信後に、中間装置の送信電力の変更を指令する命令を中間装置に発行する。有利なことに制御手段は入力信号を受信する入力信号受信手段を有し、その入力信号は、中間装置の送信電力の増加が禁止されるか否かを制御手段が判定できるようにする。従って中間装置の送信電力に要求される変更が送信電力の増加を含む場合であって、中間装置の送信電力の増加が禁止されていることが制御手段により確認された後には、制御手段はその要求を無視する。しかしながら、中間装置の送信電力に要求される変更が送信電力の増加を含む場合であって、中間装置の送信電力の増加が禁止されないことが制御手段により確認された後には、制御手段は中間装置の送信電力の変更を指令する命令を中間装置に発行する。中間装置は好ましくはそのような命令を基地局の制御手段から受信する命令受信手段を有する。好適実施例によれば、中間装置は、中間装置の最大送信電力に基づいて、その中間装置が命令に従って送信電力を変更できるか否かを判定する。そして中間装置はその命令に従って送信電力の変更を実行できないことを確認した場合には、中間装置は、その中間装置で実行できるように中間装置の送信電力の変更内容を修正する。中間装置はその要求に従って又は場合によっては修正された要求に従って、中間装置の送信電力の変更を引き起こす。
【００３０】
本発明の第２形態によれば、ソース装置、中間装置及び基地局を有する通信システムが提供され、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該通信システムは：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
ｉｉ）不均衡検出手段によるそのような不均衡の検出に続いて、不均衡を減らすソース装置に要求される変更を決定する決定手段；
ｉｉｉ）変更の決定に続いて、ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行する、基地局に設けられた制御手段；を有する。
【００３１】
有利なことに、本形態の第２形態の例はソース装置の送信電力を調整する手法を提供し、基地局で受信された通信信号の品質と中間装置で受信された通信信号の品質との間の均衡を維持又は達成する。不均衡はソース装置及び中間装置の間のパスロスの変化に起因するかもしれない。或いは不均衡は、基地局のターゲット品質インジケータの変化に応答する本発明の第１形態を利用する通信システムの動作に続いて生じるかもしれない、なぜなら（中間装置の送信電力を変更することで）ターゲットインジケータからの変分を当初の測定値に戻すと、中間装置及び基地局の品質インジケータはもはやバランスしていないからである。
【００３２】
本発明の第２形態の実施例によれば、中間装置及び基地局各々により導出されるインジケータの１つは、その基地局又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の強度測定値（例えば、ＲＳＳ）を含む。しかしながら好ましくは、中間装置及び基地局各々で導出されるインジケータの１つは、基地局で又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値でもよい。
【００３３】
好ましくはソース装置は、送信電力を増やす命令の受信後に、ソース装置の最大送信電力に基づいて、その命令を実行できるか否かを判定する。命令を実行できないことをソース装置が確認すると、ソース装置は、不均衡を減らそうとする送信電力の修正された変更内容を決定し、修正された変更内容を実行する。更に制御手段は好ましくは、送信電力を増やす命令をソース装置に発行した後に、中間装置によって導出されるインジケータをモニタする。ソース装置の送信電力の変更がその要求に従って実行できない場合には、制御手段は中間装置の送信電力をどのように増やすことも以後禁止する。中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、中間検出手段で何の不均衡も以後検出されなかった場合には、制御手段は中間装置の送信電力を以後増やすことを許容する。中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、不均衡検出手段で以後不均衡が検出され、基地局の制御手段が、送信電力を減らす命令をソース装置に発行する場合には、制御手段は中間装置の送信電力を以後増やすことを許容する。更に中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、不均衡検出手段で以後不均衡が検出され、基地局の制御手段が、送信電力を増やす命令（ソース装置で実行可能な命令）をソース装置に発行する場合には、制御手段は中間装置の送信電力を以後増やすことを許容する。
【００３４】
中間装置は好ましくはソース装置により送信された信号を受信する受信機；及び受信した信号又はそれから導出された信号を宛先装置に送信する送信機を有する。中間装置で受信した通信信号を中間装置から送信する通信信号と分離するための信号の二重化は、周波数分割二重化（ＦＤＤ）又は時分割二重化（ＴＤＤ）でもよい。１以上の中間装置は好ましくはいわゆる中継ノード（RN:  relay  node）又は中継局（ＲＳ:  relay−station）から構成される。意図される最終的宛先装置でない中継ノードは信号を受信し、その信号を別のノードに送信し、信号が意図される宛先に向かって進行するようにできる。中継ノードは、受信信号がビットレベルにデコードされてハード判定を行う再生タイプでもよい。受信したパケットに誤りが発見された場合には、再送が要求され、従ってＲＮはＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱの機能を組み込んでいる。ＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱは再送要求及び以後の再送信号の受信を管理する受信技法である。一旦パケットが良好に受信された場合には、ＲＮに組み込まれた何らかの無線リソース管理法に基づいて、宛先装置に向けて再送が計画される（スケジューリングされる）。或いは中継ノードは非再生タイプでもよく、その場合データは中継ノードで増幅され、その信号が次の局に転送される。中間装置又は中継ノードの機能は移動電話機や他のユーザ装置に備わってよいことが想定される。
【００３５】
本発明の第１及び第２形態の例では、基地局及び中間装置の送信電力を明示的に計算せずに、基地局及び中間装置の送信電力をそれぞれ調整することで、中間装置及び宛先装置での品質インジケータを調整し、好ましくは、再生型の中継ノードが使用され、中継ノードでは受信信号はビットレベルでデコードされ、ハード判定が行われる。再生型中継ノードは、ソース装置から送信された通信信号を受信し、新たな信号をマルチホップ通信システム中の次の局に送信する前にビットレベルで信号をデコードする（次の局は、宛先ＵＥかもしれないし、別の中間装置かもしれない。）。
【００３６】
本発明の目的は、マルチホップシステムのリンク各々にわたるスループットが等しくなるように、送信装置各々でリソース割り当てを設定することである。スループットは受信ＳＩＮＲの関数であるので、マルチホップリンクにわたるスループットを均衡させるためには、各ノードでの受信ＳＩＮＲは釣り合っていなければならない、ということになる。再生的中継の場合には、所与の装置でのＳＩＮＲは、他のどのノードのＳＩＲＮの関数でもない。当然にこれは全てのノードで同じＳＩＮＲパフォーマンスであることを仮定している。かくて、システムが実質的に均衡すること及び宛先装置でのターゲットＳＩＮＲが満たされることを保証する所要ＳＩＮＲを保証することができ、所要ＳＩＮＲは、実際のＳＩＮＲ及び所要ＳＩＮＲ間の差分に対する送信電力を単に調整することで達成可能である。更にターゲットＳＩＮＲが或る装置で変わる場合に、全てのノードで、必要な変更に関する手法で送信電力を調整することができる。従って実際の送信電力を計算する必要は一切無く、有利なことに本発明の実施例の演算負担は軽い。中間装置−中継ノード−の機能は移動電話機や他のユーザ装置によって提供されてよいことが予想される。
【００３７】
中間装置として再生的中継が使用される本発明の実施例のみが実際に動作していたが、それらは明示的な計算の実行を必要とせずに送信電力を比較的簡易に決定する点で有利である。送信電力は、有利なことに、インジケータ変化検出手段で検出されたインジケータの変化度合いに対して関連する送信機の送信電力を調整することで決定され、変化を受けたインジケータを所望値に戻し、それにより受信ＳＩＮＲを均衡させる。
【００３８】
更に、本発明の実施例は有利なことに、維持される送信電力設定に関するセントラル化された制御を促し、中継局で必要とされる処理を最小化する。これはネットワークの管理をより簡潔にする中央エンティティ内で制御を行うので、無線システムのオペレータに有利である。更に、万一中継局が不具合を生じた場合には、制御が基地局（ノードＢ）で行われることに起因して、集約的な測定がオペレータにより可能である。更に、中間装置での処理が最少に維持されることは、仮に中間装置が移動装置や遠隔装置であった場合に、電力消費を減らしてバッテリ寿命を延ばす観点から有利である。
【００３９】
本発明の第1及び第２形態は、異なる状況で生じる又は場合によっては生じるかもしれない不均衡を減らす又は防ぐ。例えば中間装置及び基地局間のパスロスが変化する或いは基地局のターゲットが変化する状況が生じ得る。これら双方のイベントは基地局で導出されるインジケータの変化をもたらし、有利なことに本発明の第1形態で対処できる。好ましくは本発明の第1及び第２形態を利用する通信システムは、宛先装置のインジケータを常に監視するインジケータ変化検出手段を有する。従って宛先装置で導出される所望値からの如何なる変化や変分も速やかに検出可能である。
【００４０】
中間装置及び宛先装置間のパスロス変化に従ってマルチホップシステムにわたるバランスを保つには第1形態だけで充分かもしれない。しかしながら上述したようにソース装置及び宛先装置間のパスロスが変わると（これは、中間装置及び／又はソース装置の位置変化に起因するかもしれないし、中間装置及びソース装置間で生じる環境条件変化に起因して生じるかもしれない）、その変化は、本発明の第２形態の実施例によって対処されなければならない。更に宛先装置で設定されたターゲット品質の変化に従ってマルチホップシステムに対するバランスを保つには、中間装置及びソース装置の送信電力双方が調整される必要がある。かくて宛先装置のターゲット品質インジケータの変化に対処するために、本発明の第１及び第２形態双方を使用する通信システムを用意することが望ましい。好ましくは本発明の第２形態の不均衡検出は周期的に実行される。かくて本発明の第２形態の好適実施例によれば、中間装置は、その中間装置で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、中間手段はそのインジケータを基地局のインジケータ受信手段に送信し、基地局は不均衡検出手段を有し、不均衡検出手段は基地局で導出されたインジケータと中間装置で導出されたインジケータとの間の不均衡を検出し、決定手段は、不均衡検出手段による不均衡の検出後に、そのような不均衡を減らすソース装置の送信電力に必要な変化を決定し、制御手段は、変化の決定後に、必要な変化に従うソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する。
【００４１】
ソース装置は、送信電力を増やす命令の受信後に、ソース装置の最大送信電力に基づいて、その命令を実行できるか否かを判定する。命令を実行できないことをソース装置が確認すると、ソース装置は、不均衡を減らそうとする送信電力の修正された変更内容を決定し、修正された変更内容を実行する。
【００４２】
更に制御手段は好ましくは、送信電力を増やす命令をソース装置に発行した後に、中間装置によって導出されるインジケータをモニタし、ソース装置の送信電力がその命令に従って変えられているか否かを判定する。ソース装置の送信電力の変更がその要求に従って実行できないことが確認されると、制御手段は中間装置の送信電力をどのように増やすことも以後禁止する。中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、不均衡検出手段で何の不均衡も以後検出されなかった場合には、制御手段は中間装置の送信電力を以後増やすことを許容する。
【００４３】
中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、不均衡検出手段で以後不均衡が検出され、基地局の制御手段が、送信電力を減らす命令をソース装置に発行する場合には、制御手段は中間装置の送信電力を以後増やすことを許容する。更に中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、不均衡検出手段で以後不均衡が検出され、基地局の制御手段が、送信電力を増やす命令（ソース装置で実行可能な命令）をソース装置に発行する場合には、制御手段は中間装置の送信電力を以後増やすことを許容する。
【００４４】
基地局装置のターゲット変化が、中間装置及び基地局間のパスロスにおける実質的な同時変化により収容される状況が生じるかもしれない。従ってこの場合には中間装置の送信電力変更要求は基地局によって一切生成されない。この比較的まれな状況は本発明の第２形態を利用する通信システムで対処できる。なぜなら中間装置及び基地局間で受けるパスロスの測定値の変化は、中間及び宛先装置で導出される信号品質インジケータ間の不均衡を招き、その不均衡が不均衡検出手段により検出されるからである。決定手段は、基地局の送信電力に要求される変化を決定し、中間装置で受信された通信信号の品質測定値及び基地局で受信された通信信号の品質測定値間の不均衡を減らすようにする。
【００４５】
本発明の第１形態の実施例によれば、マルチホップ通信システムで中間装置の送信電力を制御する方法が提供され、その通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを基地局で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータの所望値からの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）中間装置の送信電力に要求される変更内容を決定するステップ（その変更内容は、インジケータを所望値に近づける）；を有する。
【００４６】
本発明の第２形態の実施例によれば、マルチホップ通信システムでソース装置の送信電力を制御する方法が提供され、マルチホップ通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）そのような不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変化を決定するステップ；及び
ｉｖ）ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行するステップ；を有する。
【００４７】
本発明の第１形態の別の例によれば、１以上の中間装置を介して、ソース装置からの通信信号を受信する基地局が提供され、当該基地局は：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出されたインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）インジケータ変化検出手段によるそのような変化の検出に続いて、インジケータを所望値に近づけるのに必要な、中間装置の送信電力の変更を決定する決定手段（第１決定手段は、中間装置の送信電力を変える要求を制御手段に送信する）；
ｉｖ）そのような要求を決定手段から受信する制御手段；を有する。
【００４８】
有利なことに基地局の制御手段は入力信号を受信する入力信号受信手段を有し、その入力信号は、中間装置の送信電力の増加が禁止されているか否かを制御手段が判定できるようにする。
【００４９】
好ましくは基地局は：
ｉ）中間装置で導出されたインジケータを受信する受信手段（インジケータは、中間装置で受信された通信信号の品質を示す）；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置から受信されたインジケータの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
を更に有し、決定手段は、不均衡検出手段によりそのような不均衡を検出した後で、そのような不均衡を減らすのに要求されるソース装置の送信電力の変更を決定し、制御手段は、要求される変更の決定後に、ソース装置の送信電力の変更を指令する要求をソース装置に発行する。
【００５０】
本発明の第２形態の別の例によれば、１以上の中間装置を介して、ソース装置からの通信信号を受信する基地局が提供され、当該基地局は：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置から１以上のインジケータを受信するインジケータ受信手段（インジケータは、中間装置で受信した通信信号の品質を示す）；
ｉｉｉ）基地局で導出されたインジケータと中間装置から受信されたインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
ｉｖ）不均衡検出手段によるそのような不均衡の検出後に、そのような不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変化を決定する決定手段；及び
ｖ）変更の決定後に、ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行する制御手段；を有する。
【００５１】
本発明を利用する基地局で、本発明を利用する中間装置で及び本発明を利用する宛先装置で実行される通信方法も提供される。
【００５２】
本発明の実施例は組織化されたマルチホップシステムに特に適しており、そのシステムは、中間装置で受信される通信信号を、中間装置から送信される信号と区別するためのＴＤＤ又はＦＤＤ二重化とともに再生中継方式を利用する。
【００５３】
所望値は、システムが実質的に均衡している場合に宛先装置で導出される通信信号の品質のインジケータ値でもよく、宛先装置で設定されたターゲットにおけるもの又はそれに近いものでもよい（即ち、宛先装置で受信される通信信号の品質の測定値は、中間装置で受信される通信信号の品質の測定値均衡している。）。かくて本発明の第１形態の例は、有利なことに、宛先装置で受信された通信信号の品質を、宛先装置で設定されたターゲット値又はそれに近い値に維持するように使用される。そして本発明の第２形態の例は、宛先装置及び中間装置の間でバランスが達成されることを保証するシステムを最適化することを要する。
【００５４】
かくてインジケータ変化検出手段は既に均衡している又は最適化されているシステムで使用されてよいことが理解されるべきである。かくて所望値からの変化は或るイベントに起因して生じ、そのイベントは宛先装置での通信信号の品質測定値の変化をもたらし、先行する中間装置に割り当てられるリソースに必要とされる変化量が決定される。
【００５５】
インジケータの変化が、宛先装置で受信された通信信号品質がターゲットからのずれるようなパスロスの変化に起因する場合には、有利なことに第１形態の実施例は先行する中間装置の送信電力を調整することでそのシステムに対するバランスを保つ。しかしながら、インジケータ変化が宛先装置で設定されたターゲット品質変化に起因する場合には、有利なことに第１形態の実施例は中間装置における送信電力を調整するために使用され、新たなターゲットが維持されてよい一方、マルチホップシステム中の他の送信機の送信電力に関連する変更を決定することでバランスを保つため、第２形態の実施例が必要とされる。
【００５６】
本発明の実施例は如何なる多重アクセス技術をも用いる無線通信システムで実行されてよく、その多重アクセス技術は、限定ではないが、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）及び直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を含む。ＣＤＭＡシステムの場合には、全ての送信は同一周波数帯域で行われ、各送信には固有のチャネライゼーションコードが割り当てられ、Gp因子は送信信号を拡散するのに使用される拡散率又は符号長を表し、或いは処理利得としても知られている。直交拡散コードの場合には、高々Gp個のチャネルが同時送信に利用可能である。
【００５７】
「ユーザ装置」なる用語は、無線通信システムで使用されるように動作する如何なる装置をも包含することが理解されるべきである。更に本発明は現在知られている技術で使用される用語で主に説明されているが、本発明の実施例は有利なことに如何なる無線通信システムに適用されてもよいことが意図され、そのシステムはソース及び宛先装置間で中継装置を介して通信信号の伝送を促す。
【００５８】
上記のどの例においても、様々な特徴はハードウエアで、１以上のプロセッサで動作するソフトウエアモジュールとして、又はそれらの組み合わせで実行されてよい。本発明は、ここで説明されたどの方法でも実行するオペレーティングプログラム（コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）や、ここで説明されるどの手法でも実行するためのプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な媒体ももたらす。本発明を利用するプログラムはコンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、或いは例えばインターネットウエブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号形式でもよし、或いは多の如何なる形式でもよい。
【００５９】
本発明を更に理解するため及び本発明を実行してどのように効果が得られるかを説明するために、添付図面が例示的に参照される。
【実施例１】
【００６０】
図３を参照しながら本発明の第１形態の例を実現するアルゴリズム例が説明され、ソース装置はユーザ装置（ＵＥ）で構成され、中間装置はあるタイプの中継ノード（ＲＮ）で構成され、宛先装置は基地局（ＮＢ）で構成される。基地局はＳＩＮＲを継続的に監視し、ＳＩＮＲ及びターゲットＳＩＮＲからの変分のインジケータを導出する。
【００６１】
以下のシーケンスは、基地局により所望値から導出されたインジケータ変化の検出に続いて行われ、中間装置の送信電力を変更することが決定され、その変更は中間装置で導出されたインジケータを所望値に戻すようにする。
【００６２】
アルゴリズムの詳細は次のように要約される：
アップリンクアルゴリズム３：パート１
トリガ：ＮＢで周期的に実行される
アルゴリズム入力          要求元      原因
ＲＮ送信電力の変更要求  ＲＮ    ＮＢで導出されＲＮで処理された変化
ＲＮ送信電力の増加制限  ＲＮ    制限はアルゴリズムのパート２で設定／クリアされる
アルゴリズム出力    導出    宛先及び通知要求
ＲＮ送信電力変化  相対的な変化    ＮＢにより導出されＲＮにより生成された相対的変化
１．宛先装置でのＳＩＮＲがターゲットに合わないような、ＳＩＮＲのインジケータ又はターゲットＳＩＮＲからの変分インジケータの変化を基地局が検出する。
【００６３】
２．宛先の決定手段が中間装置（ＲＮ）の送信電力に要求される変化を決定する。
【００６４】
３．ＲＮ送信電力を変える要求が宛先装置の制御手段にローカルに伝送される。
【００６５】
４．その要求がＲＮ送信電力を減らすようであれば、制御手段はＲＮの送信電力を減らす命令を中間装置に対して発行する。
【００６６】
５．その要求がＲＮ送信電力を増やすようであれば、ＲＮ送信電力の増加を禁止する制限が現在なされているか否かを制御手段が検査する。そして：
５ａ．禁止がなされていると判断された場合に、制御手段はその要求を無視し；或いは
５ｂ．禁止が何らなされていないと判断された場合に、制御手段はＲＮの送信電力の増加を指令する命令を中間装置に対して発行する。
【００６７】
６．ＲＮはＮＢの制御手段から命令を受信し、その命令に従って送信電力を変更可能か否かを検査する。そして：
６ａ．命令に従って送信電力を変更できないことをＲＮが確認すると、送信電力の修正された変更を決定し、修正された送信電力に従って送信電力を調整する；或いは
６ｂ．命令に従って送信電力を変更できることをＲＮが確認すると、ＲＮはそれに従って送信電力を変更する。
【００６８】
上記のアルゴリズムは、ＲＮ及びＵＥ間で伝搬ロスが変化する場合及びＮＢがターゲットＲＳＳ又はＳＩＮＲを修正する場合に何とか対処する。ＲＮ送信電力の変更要求が一切生成されないように、ＵＥ及びＲＮ間で伝搬ロスが変化する場合、及びＮＢでのターゲットとＲＮ及びＮＢ間の伝搬ロスとの双方が変化する場合を取り扱うために、本発明の実施例を実行するアルゴリズムは以下に説明されるように周期的に動作する。
【００６９】
アルゴリズムの詳細は次のように要約される：
アップリングアルゴリズム３：パート２
トリガ：ＮＢで周期的に実行される
アルゴリズム入力      要求元    原因
ＮＢでのＳＩＮＲ      ＮＢ      ＮＢで既知
ＲＮでのＳＩＮＲ      ＮＢ      ＲＮから通知
アルゴリズム出力      導出      宛先及び通知条件
ＵＥ送信電力変化      相対的変化  ＲＮを経てＵＥに通知
ＲＮ電力増加制限      真／偽テスト  アルゴリズムのパート１
図４に関するアルゴリズムは上述のアルゴリズムと共に周期的に実行される。或いはこのアルゴリズムは無線マルチホップ通信システムで別個にも実行可能である。
【００７０】
アルゴリズムはＮＢ及びＲＮでのＳＩＮＲのインジケータがＮＢに報告されることを仮定している。
【００７１】
１．ＮＢはＮＢ及びＲＮ双方からのＳＩＮＲのインジケータをモニタする。そして：
１ａ．それらが不均衡に変化することが検出されると、ＮＢの制御手段は、ＳＩＮＲの不均衡を元に戻すのに必要なＵＥの送信電力変更を決定する；或いは
１ｂ．均衡していることが検出されると、ＮＢの制御手段はＲＮ送信電力の増加に関して存在するどの禁止事項をも解除する。
【００７２】
２．制御手段は、ＵＥの送信電力の変更を指令する命令を中間装置を通じてＵＥに発行する。
【００７３】
３．ＵＥはＮＢから命令を受信し、要求される送信電力の変更を実行できるか否かを確認する：
３ａ．要求される変更をＵＥが実行できないと判定された場合には、ＵＥは送信電力の変更内容を修正するよう決定し、修正された変更内容に従って送信電力を変更する；或いは
３ｂ．要求される変更をＵＥが実行できると判定された場合には、ＵＥは要求される変更に従って送信電力を変更する。
【００７４】
４．制御手段により発行された命令がソース装置の送信電力を減らすものであった場合には、制御手段はＲＮの送信電力を増やすことについて現存するどの禁止事項も解除する。
【００７５】
５．制御手段により発行された命令が送信電力を増やすものであった場合には、制御手段は中間装置で導出されたＳＩＮＲインジケータをモニタし、ソース装置の送信電力の変更命令が達成されるか否かを確認する。そして：
５ａ．その変更がＵＥにより達成されないことが確認された場合には、制御手段はＲＮの送信電力を更に増やすことについての制限を設ける；或いは
５ｂ．その変更がＵＥにより達成されることが確認された場合には、制御手段はＲＮの送信電力を増やすことについての現存するどの制限事項も解除する。
【００７６】
図５は本発明の第１及び第２形態を利用する基地局の一部を示し、基地局は以下の要素を有する：
基地局で受信した通信信号の品質に関する１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段（１）；基地局で導出された１以上のインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段（２）；中間装置で導出されたインジケータを受信するインジケータ受信手段（３）；
インジケータ導出手段で導出されたインジケータとインジケータ受信手段で受信されたインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段（４）；
場合によっては、インジケータ導出手段（３）によるインジケータ変化の検出に続いて及び／又は不均衡検出手段（４）による不均衡の検出に続いて、中間装置の送信電力の変更内容及びソース装置の送信電力の変更内容を決定する決定手段（５）；及び
決定手段から要求を受信し、制御手段により実行された様々な検査結果を条件として、場合によっては、中間装置及び／又はソース装置に命令（中間装置及び／又はソース装置それぞれの送信電力の変更を指令する）を発行する制御手段（６）。
【００７７】
不均衡の検出の後に及びソース装置の送信電力を増やす命令をソース装置に発行した後に、制御手段（６）は、ソース装置の送信電力を増やす要求が満たされないことが制御手段によって検出された場合に、中間装置の送信電力（出力）の増加を禁止する。そして基地局で導出されたインジケータの変化の検出後であって、中間装置の送信電力を増やす命令を中間装置に発行する前に、制御手段は、中間装置の送信電力の増加について何らかの禁止事項が設けられているか否かを検査する（入力）。
【実施例２】
【００７８】
［理論解析］
本発明の実施例は、均衡を達成するために要求される送信電力の明示的な計算を実行せずに、宛先装置及び中間装置により導出される品質インジケータを均衡させようとするが、以下の理論解析は本発明の理解に有益であり、様々な配備状況のマルチホップネットワークを構成する送信要素の最適な送信電力を計算するための可能な解を導出する。マルチホップネットワークのダウンリンクを形成するコネクションの場合についてのみ数式が展開されるが、導出された数式をアップリンクの場合に適用することは容易である。そのような適用は、受信ノードでの受信ＳＩＮＲの表現を展開するのに使用されたのと同じ手法を採用することで達成され、この場合送信ノードはＵＥ及びＲＮであり、この場合受信ノードはＮＢ及びＲＮである。ＲＮ及びＮＢで受信されるＳＩＮＲについての表式にいったん辿り着くと、ＵＥ及びＲＮの最適な送信電力設定値を決定するために、同じ方法論が配備状況の各々に使用可能である。シングルセルモデル及び２セルモデルを仮定しながら、各配備状況について理論的な解が得られる。２セルモデルの場合には、セル双方での配置は等しいこと及び基地局（ＢＳ）及び中間装置（Ｉ）の送信電力は同じであることが仮定される。適切ならば、Ptx_tot,RN=GpPtx,RN及びPtx_tot,NB=GpPtx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同時に送信することも仮定される。事実上これは２セルに関して最悪の状況を生み出す。
【００７９】
理論解は、マルチホップシステムの受信ノード（即ち、中間装置（Ｉ）及び宛先装置（Ｄ））で経験する信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）を考察することから発展されてもよい。特定のノードでのＳＩＮＲはそのノードで受信された通信信号の品質測定値であり、非希望信号（ノイズ及び干渉）の受信信号強度に対する希望信号の受信強度の比率である。
【００８０】
上述したように、ノイズ及び干渉に必要な考察は、中間装置で受信される信号を中間装置から送信されるものから分離するのに使用される二重化方法、中間装置の特性、及び考慮されるセル間干渉レベル（即ち、隣接セルからの干渉）に依存する。
【００８１】
以下の数式は、中間装置から宛先装置へ伝送される通信信号の全ての状況についてのＳＩＮＲを表現し、中間装置のタイプ（例えば、非再生型又は再生型）及び二重化方法に依存してそれぞれの項は無視されてもよい：
【００８２】
【数１】
2006352891.tif 000005
ＴＤＤではなくＦＤＤの場合には括弧内の第３項は除去され、非再生型ではなく再生型の場合には括弧内の第２項が除去される。
【００８３】
図１Ｂに示されるような２セルモデルの場合には、これは次のように書ける：
【００８４】
【数２】
2006352891.tif 000006
第２式の括弧内の最初の３つの項は第１式のものと同じである。追加的な後ろの２項は隣接している同一チャネルＮＢ，ＲＮ各々から受ける干渉に起因する。明らかに、隣接するセルが異なる周波数を利用する場合又は中継伝送に異なるタイムスロットを利用する場合には、この干渉を形成するのに必要な項は変わるであろう。これらの数式は高精度化するために３セルモデル以上に拡張可能であることが理解されるべきである。
【００８５】
基地局又はノードＢ（ＮＢ）と宛先ユーザ装置（ＵＥ）との間で中間的な中継ノード（ＲＮ）を経て伝送されるダウンリンク（ＤＬ）伝送の場合に、可能な様々な配備状況が考察される。
【００８６】
［１Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＦＤＤ−シングルセル−モデルによる再生中継］
この場合、中間のＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【００８７】
【数３】
2006352891.tif 000007
ここで、Gpは処理利得（プロセスゲイン）であり、Ptx,RNは対象とするチャネルのＲＮにおける送信電力であり、LRN−UEはＲＮからＵＥに至るリンクでの伝搬損失であり、Ｎはノイズである。これはセル内の干渉は一切存在しないことを仮定していることに留意を要する。
【００８８】
ＮＢから信号を受信する中間ＲＮでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【００８９】
【数４】
2006352891.tif 000008
ここで、Ptx,NBは対象とするチャネルのＮＢにおける送信電力であり、LNB−RNはＮＢからＲＮに至るリンクでの伝搬損失である。ここでも再びセル内干渉は無いことが仮定されている。
【００９０】
マルチホップリンク全体にわたるスループットは２つのＳＩＮＲ値の低い方によって制限される。なぜならそれ（低い方）はデータがエンティティに伝送されることの可能なレートを制限するからである。ＳＩＮＲの不均衡を引き起こす送信電力の如何なる増加も、マルチホップシステムのパフォーマンスを改善しないであろうし；それは単にエネルギの浪費となり、どの同一チャネルユーザにとっても干渉を増やすことになるであろう。
【００９１】
かくて中間のＲＮの受信機と宛先ＵＥの受信機とが同様に動作すると仮定するならば、ＮＢ及びＲＮの送信電力は、ＲＮ及びＵＥでのＳＩＮＲが同じになるように設定されるべきである、ということになる。送信電力の比率を設定するためにこの基準を使用すると、その比率は次式のようになる：
【００９２】
【数５】
2006352891.tif 000009
ここで、b1,n1はＮＢからＲＮに至るリンク（長さs1）のパスロスパラメータであり、b2,n2,s2はＲＮからＵＥへのリンクに関連するものである。数式（３）を用いることで、他方に与える送信電力を見出すことができる。
【００９３】
［１Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる再生中継］
この場合、送信電力の式は、他セルで行っている送信によって引き起こされる干渉を考慮することによって導出される。
【００９４】
この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：
【００９５】
【数６】
2006352891.tif 000010
最適なＮＢ送信電力は（４）及び（２）を等しく設定することで見出される。従って：
【００９６】
【数７】
2006352891.tif 000011
である。所与のソースＮＢ送信電力の下での中間ＲＮ送信電力を見出すために、（５）は次のように書き直すことができる：
【００９７】
【数８】
2006352891.tif 000012
［２Ａ．］
［図１ＡのシングルセルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
ＲＮの受信及び送信動作を分離するためにＴＤＤを利用し、２つのリンク（ソースから中間へ及び中間から宛先へ）が同一周波数で動作することが仮定される（即ち、もはや全二重ではない。）。ＲＮが送信するタイムスロットはＮＢによっては使用されず、ＦＤＤ二重化法の再生中継の場合に関して説明された数式が使用可能であることが仮定される。しかしながら、ソースＮＢが或るＲＮと異なる装置又はノードと通信するためにその中間ＲＮと同じタイムスロットを使用するならば、そのＲＮによる送信に起因して干渉が生じることになる。この場合、中間ＲＮから通信信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式のように与えられる：
【００９８】
【数９】
2006352891.tif 000013
ここで、Ptx_tot,NBはＮＢからの全送信電力であり、LNB−UEはＮＢからＵＥに至るリンクでの伝搬損失である。この場合、同じＳＩＮＲを保証するＲＮでの送信電力は次式で与えられる：
【００９９】
【数１０】
2006352891.tif 000014
数式（３）及び数式（８）を比較すると、もはや単純な比率は理想的な均衡をもたらさないことが分かる。Ptx_tot,NB＝GpPtx,NBであるとすると、数式（８）は次のように書ける：
【０１００】
【数１１】
2006352891.tif 000015
（９）式より、所与のＮＢ送信電力の下で理想的なＲＮ送信電力を決定することができる。２番目の括弧内の２番目の項が無視できるようにシステムの設定がなされていたならば（即ち、Ptx_tot,NB/NLNB−UE<<1）、ＦＤＤデュプレックス法による再生中継の場合に関する上述の基準が使用可能になることは、言及に値するであろう。
【０１０１】
所与の或るＲＮ送信電力の下でのＮＢ送信電力は（９）の根から見出すことができる、ということになる。次のように簡略化された形式で数式（９）は：
【０１０２】
【数１２】
2006352891.tif 000016
のようになる。ここで、
【０１０３】
【数１３】
2006352891.tif 000017
である。（１０）の根は次式で与えられる：
【０１０４】
【数１４】
2006352891.tif 000018
送信電力は正の数なので、１つの解のみが定まり、従ってＲＮ及びＵＥで等しいＳＩＮＲを保証するＮＢでの最適な送信電力は、次式で与えられる：
【０１０５】
【数１５】
2006352891.tif 000019
最後に、上記の定義を利用して（９）を書き直すことができ、それは同様に簡易な形式で最適なＲＮ送信電力を与える：
Ptx,RN=  bPtx,NB+a(Ptx,NB)2      （１３）。
【０１０６】
［２Ｂ．］
［図１Ｂで示される２セルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
双方での配備が同じであり、ＮＢ及びＲＮでの送信電力が同じであると仮定することに加えて、適切ならばPtx−tot,RN=Gp  Ptx,RN及びPtx−tot,NB=Gp  Ptx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同じ時間に送信することが仮定される。これは事実上２セルの場合の劣悪な状況を生み出す。
【０１０７】
この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：
【０１０８】
【数１６】
2006352891.tif 000020
最適なＮＢ送信電力は（１４）及び（２）を等しく設定することで見出すことができる：
【０１０９】
【数１７】
2006352891.tif 000021
最適なＮＢ送信電力は正の解から見出される：
【０１１０】
【数１８】
2006352891.tif 000022
解は次式で与えられる：
【０１１１】
【数１９】
2006352891.tif 000023
ここで、この場合には
【０１１２】
【数２０】
2006352891.tif 000024
であり、ｂ及びc双方がRN送信電力の関数になる。
【０１１３】
そのＮＢ送信電力の下で、ＲＮ送信電力を見出すために（１５）を書き直すことができる。最適なＲＮ送信電力は次式のように与えられることになる：
【０１１４】
【数２１】
2006352891.tif 000025
［３Ａ．］
［図１Ａに示されるＦＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
この例の場合とＦＤＤ二重化法に関して使用された再生中継ノードの場合との間の相違は、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮでのＳＩＮＲの関数になっていることであり、ＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【０１１５】
【数２２】
2006352891.tif 000026
理想的なバランス（均衡）はＵＥでのＳＩＮＲをＲＮでのものに等しく設定することによってはもはや導出されない結果となる。（１９）によれば、ＲＮでのＳＩＮＲは、ＵＥでのターゲットＳＩＮＲが得られるのを妨げないように設定されることを要する。しかしながらＮＢ電力はＲＮでの或るレベルを超えて生じるＳＩＮＲを制限するように抑制される必要があり、そのＳＩＮＲは、実際上必要とされる以上の過剰な干渉及び無駄な送信電力を生じることになってしまうものである。
【０１１６】
図６は２つの異なる配備状況について、ＮＢ及びＲＮ送信電力の設定内容が、ＲＮに接続されたＵＥでのＳＩＮＲにどのように影響するかを示す。
【０１１７】
かくて最適解は、図６に示される面の中でシステムが山折りの対角線に沿って(diagonal  fold)実際上動作するようにＮＢ及びＲＮの送信電力を選択することであることが理解できる。（１９）の１階微分を計算し、ＵＥでのＳＩＮＲに関してＮＢ又はＲＮ送信電力が最も少なく増える結果となる地点を見つけることで、そのような解を実現できる。
【０１１８】
（１９）の第１導関数を判定するために、（１９）は次式のように書き直される：
【０１１９】
【数２３】
2006352891.tif 000027
次式のように定義する。
【０１２０】
【数２４】
2006352891.tif 000028
（２０）は次式のように簡略化できる：
【０１２１】
【数２５】
2006352891.tif 000029
Ptx,NBによるSINRの変化率を求めるために、商の微分規則が使用される：
【０１２２】
【数２６】
2006352891.tif 000030
要求される勾配及びPtx,RNの下で（２２）をPtx,NBに関して解くことで、最適なＮＢ送信電力を見出すことができる：
【０１２３】
【数２７】
2006352891.tif 000031
ＮＢの最適送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見出すために、（２１）の微分がPtx,RNに関して実行される。この場合、１次導関数は次式で与えられる：
【０１２４】
【数２８】
2006352891.tif 000032
そして、ＮＢの最適送信電力の下での最適なＲＮ送信電力は、次式で与えられる：
【０１２５】
【数２９】
2006352891.tif 000033
［３Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
２セルモデルでは、セル端における宛先ＵＥの良好でない状況に関するＳＩＮＲは、次式で与えられる：
【０１２６】
【数３０】
2006352891.tif 000034
２つのＲＮの送信電力が等しく、２セルの配置が等しく、Ptx_tot,RN=  GPPtx,RN  であると仮定すると、（２６）式の簡略化された形式が次式のように得られる：
【０１２７】
【数３１】
2006352891.tif 000035
１階微分は次のようになる：
【０１２８】
【数３２】
2006352891.tif 000036
かくて最適なＮＢ送信電力は次式により見出される：
【０１２９】
【数３３】
2006352891.tif 000037
最適なＲＮ送信電力はPtx,RNに関して（２７）の微分を計算することで見出される：
【０１３０】
【数３４】
2006352891.tif 000038
かくて最適なＲＮ送信電力は次式により見出される：
【０１３１】
【数３５】
2006352891.tif 000039
［４Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＴＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継］
この状況は非再生的な上記の場合と同様であるが、目下の場合ＮＢからの干渉が考慮されなければならない点が異なる。ＮＢはＲＮと同一周波数及び同一時間に送信を行うからである。この場合、ＲＮによって送信された通信信号を受信しているＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【０１３２】
【数３６】
2006352891.tif 000040
Ptx,NB/  Ptx,RNが大きすぎる場合には、ＵＥでのＳＩＮＲは不十分なＲＮ送信電力に起因して制限され、ＲＮへの接続のリンクパフォーマンスが優れた領域に相応しくなり、ＮＢへの接続は減少する。逆にそれが非常に小さかったならば、ＵＥでのＳＩＮＲは、ＲＮでの低いＳＩＮＲによって制限される。
【０１３３】
この場合、図７に示されるように、ＦＤＤ二重化法と共に使用された非再生的中継の場合に説明されたものよりも、バランスは更に繊細に（複雑に）なる。最適な動作点は（３２）の第１導関数がゼロに等しくなる点を発見することで与えられる。この最適点を見つけるために、（３２）は先ず次の形式に書き直される：
【０１３４】
【数３７】
2006352891.tif 000041
ここで次式が定義される：
【０１３５】
【数３８】
2006352891.tif 000042
上記の［３Ａ．］での議論による定義と、
【０１３６】
【数３９】
2006352891.tif 000043
の式から、（３３）は次式のように簡易化できる：
【０１３７】
【数４０】
2006352891.tif 000044
次の段階は、次式を解くことで（３４）の放物関数の１つの最大値を見つけることである：
【０１３８】
【数４１】
2006352891.tif 000045
（３４）の１次微分を見出すために商規則を利用することで、次式を得る：
【０１３９】
【数４２】
2006352891.tif 000046
ｙの最大値は（３６）をゼロに等しく設定し、Ptx,NBに関して解くことで発見可能である。ＵＥでの最大ＳＩＮＲは次式のように置くことで得られる：
【０１４０】
【数４３】
2006352891.tif 000047
従ってＲＮの所与の送信電力の下で、ＲＮに接続されたＵＥでの最大ＳＩＮＲを保証する対応するＮＢ送信電力を見出すために、（３７）を利用することができる。
【０１４１】
そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を発見する場合には、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮ送信電力の二次関数でないような、ＦＤＤ二重化法と共に使用される非再生的中継ノードの場合に上述されたものと同様の手法が使用可能である。最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（３４）は次のように書き換えられる：
【０１４２】
【数４４】
2006352891.tif 000048
１次微分は次のようになる：
【０１４３】
【数４５】
2006352891.tif 000049
Ptx,RNに関して（３９）を解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が次式のように得られる：
【０１４４】
【数４６】
2006352891.tif 000050
図７の面、（３４）の関数形及び（４０）の結果を見ることで、ＮＢ送信電力が小さかった場合には、ＲＮ送信電力のＳＩＮＲ変化率は、ＲＮ送信電力の増加に関して減少することが明らかである。しかしながら大きなＮＢ送信電力の場合には、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近い。これは、（４０）にまとめられているこの場合の問題の解が無限になることの結果である。
【０１４５】
［４Ｂ．］
［図１に示されるＴＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継］
セル端のＵＥの見地から、より悪い状態は、隣接するセルがＲＮ送信に使用されるのと同じタイムスロットを用いるＴＤＤ法を使用する場合である。セルが同じ配置及び送信電力でサイズが等しく、Ptx_tot,RN/NB=GpPtx,RN/NB  であると仮定すると：
【０１４６】
【数４７】
2006352891.tif 000051
である。この場合（４）式の簡略化された形式は次式のようになる：
【０１４７】
【数４８】
2006352891.tif 000052
そして第１微分は次のようになる：
【０１４８】
【数４９】
2006352891.tif 000053
最終的に、（４３）をゼロに等しく設定し且つPtx,NBに関して解くことで最大値が得られる：
【０１４９】
【数５０】
2006352891.tif 000054
そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（４２）は次のように書き直せる：
【０１５０】
【数５１】
2006352891.tif 000055
第１微分は次のようになる：
【０１５１】
【数５２】
2006352891.tif 000056
Ptx,RNに関して解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が得られる：
【０１５２】
【数５３】
2006352891.tif 000057
再び、大きなＮＢ送信電力の場合に、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近くなる。これは（４７）の解は無限になる結果になる。
【０１５３】
最適な送信電力バランスは、様々な中継や二重化法に関する及び２つの別々の配備状況に関する上記の解に基づいて決定される。それらの配備状況（シナリオ）は表３にまとめられ、（４８）のパスロスの式に関する伝搬パラメータは表４の中にある。
【０１５４】
L=b+10  n  logd      （４８）
【０１５５】
【表３】
2006352891.tif 000058
表３：配備シナリオ
送信機受信機間の隔たりはセル半径に等しい（即ち、ＵＥはセル半径の場所に位置する）。示されているＲＮ位置は、ＮＢが位置するセル中心を基準とする距離である。従ってＲＮ位置はＮＢからＲＮまでの距離である。そしてＲＮ−ＵＥはセル半径及びＮＢ−ＲＮ距離の差分である。
【０１５６】
【表４】
2006352891.tif 000059
表４：伝搬パラメータ
＿再生中継
ＦＤＤに関して（３）及び（５）の式に及びＴＤＤに関して（１２）及び（１７）の式に表３及び表４に与えられる値を代入することで、所与のＲＮ送信電力の下で最適なＮＢ送信電力を見出すことができる。図８Ａは、２つの配備状況についてＦＤＤ及びＴＤＤ双方のＲＮ送信電力の関数として、最適なＮＢ送信電力を示す。
【０１５７】
＿ＦＤＤによる非再生中継
図８Ｂに示されるように、パラメータを（２３）及び（２４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。
【０１５８】
＿ＴＤＤによる非再生中継
図８Ｃに示されるように、パラメータを（３７）及び（４４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。
【０１５９】
［システムレベルシミュレーション結果］
図８Ｃの結果に基づいて予測されるスループットゲインを確認するため、ＲＮ及びＮＢの送信電力が最適ポイント近辺で変化する平均パケットコールスループットゲインを用いて、３番目の送信時間間隔毎に伝送内容を中継するＴＤＤ二重化の非再生的中継を行うマルチホップＨＳＤＭＡネットワークのシステムシミュレーションが行われた。
【０１６０】
表３で説明済みの２つの配備状況についてのシステムレベルシミュレーション結果が提示される。シミュレーションパラメータは以下の表５及び表６に掲げられる。
【０１６１】
【表５】
2006352891.tif 000060
表５：配備パラメータ
【０１６２】
【表６】
2006352891.tif 000061
表６：シミュレーションパラメータ
双方の配備状況に関し、ユーザによって体験される平均パケットコールスループットのゲイン（３０ｄＢｍのＮＢ送信電力でシングルホップシステムの場合に観測される）が、４つの異なるＲＮ送信電力についてのＮＢ送信電力の関数としてプロットされている。図９Ａは配備状況（シナリオ）１に関するゲインを示し、図９Ｂはシナリオ２に関するゲインを示す。
【０１６３】
ＮＢからＵＥへのリンクのチャネルゲインは、ＮＢからＲＮ及びＲＮからＵＥへのリンクに関するものより３ｄＢ高くなっていることに留意を要する。これは、ＲＮに接続されたＵＥが体験する別のＮＢからの干渉は、図８Ａ，８Ｂ及び８Ｃに関して上述されたリンク分析に使用されたものの二倍になることを意味する。
【０１６４】
このチャネルゲインは送信信号の多数のレプリカが受信されることに起因し、これら全てについての電力が加算される場合には、ＮＢからＵＥへのチャネルの場合に、合計電力はＮＢからＲＮへ又はＲＮからＵＥへのチャネルで２倍になる。これが３ｄＢの説明となる（３ｄＢは２倍に等しい。）。ＮＢからＵＥへのチャネルに関してチャネルゲインの結果はより高くなり、これは、マルチパスを介したチャネルゲインが一切考慮されない地点に至るまで、受信信号電力が分析に使用されたものよりも３ｄＢ（即ち、２倍）高くなることを意味する。
【０１６５】
［リンクベースの予測及びシステムシミュレーションの比較］
図１０は各配備状況についてＴＤＤの非再生的中継用のＲＮ送信電力の関数として、最適ＮＢ送信電力を示し、ＮＢからＵＥへのリンクは他のリンクに比べて３ｄＢのゲインを有することが仮定されている。この場合、シミュレーションで使用されたＲＮ送信電力について、ＮＢでの予測された送信電力は、スループットゲインに関する表７に掲載され、そのゲインはこれらの設定値が使用された場合に得られる達成可能な最大値である。
【０１６６】
【表７】
2006352891.tif 000062
表７：予測される最適ＮＢ送信電力及びその結果のシミュレーションスループットゲイン（観測される最大ゲインと比較された、その設定値から達成可能な値）
上記の数式に基づく技法を用いて本発明による好適実施例に従ってパワーバランスが図られる場合に、選択されるパワーバランスは一般に最適地点の利用域内にあることを、表７、図８Ａ及び図８Ｂは示す。特に使用される送信電力に関し、ゲインは常に達成可能な最大値の１０％以内にあることが示され、そのズレはマルチセルシステムをモデル化するのに２セルモデルを利用していることに起因する。
【０１６７】
送信電力の均衡を図る必要性は図９Ａ及び図９Ｂ双方に提示される結果から明白であり、ＮＢ送信が最適ポイントを超えて増やされる場合には、より多くの信号エネルギを放出するにもかかわらず、かなりのゲイン劣化が経験されることが示される。ＮＢ送信電力が注意深く選択されるならば、ＲＮ送信電力に対するゲインの感度が減らされることも示される。
【０１６８】
以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。
【０１６９】
（付記１）
ソース装置、中間装置及び基地局を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該通信システムは：
ｉ）基地局に設けられた制御手段；
ｉｉ）基地局により導出される或るインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）前記変化の検出に応じて、中間装置の送信電力を要求される所望値に近づけるための変更内容を決定する決定手段；
を有し、前記決定手段は、中間装置の送信電力の変更要求を制御手段に送信する要求送信手段を有することを特徴とする通信システム。
【０１７０】
（付記２）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記１記載の通信システム。
【０１７１】
（付記３）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記１又は２に記載の通信システム。
【０１７２】
（付記４）
基地局により導出される或るインジケータが、宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変化の測定値を含む
ことを特徴とする付記１，２又は３に記載の通信システム。
【０１７３】
（付記５）
中間装置の送信電力に要求される変更が送信電力を減らすものであることが確認された場合に、前記制御手段は、中間装置の送信電力の変更要求受信後に、中間装置の送信電力の変更を指示する命令を中間装置に発行する
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７４】
（付記６）
前記制御手段は入力信号を受信する入力信号受信手段を更に有し、前記入力信号は、中間装置の送信電力の増加が禁止されているか否かを制御手段が判定することを可能にする
ことを特徴とする付記１乃至５の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７５】
（付記７）
中間装置の送信電力に要求される変更が送信電力を増やすことを含む場合であって、中間装置の送信電力の増加が禁止されていることを制御手段により確認すると、前記制御手段は該要求を無視するよう動作する
ことを特徴とする付記６記載の通信システム。
【０１７６】
（付記８）
中間装置の送信電力に要求される変更が送信電力を増やすことを含む場合であって、中間装置の送信電力の増加が禁止されていないことを制御手段により確認すると、前記制御手段は、中間装置の送信電力の変更を指示する命令を中間装置に発行する
ことを特徴とする付記６記載の通信システム。
【０１７７】
（付記９）
前記中間装置は、基地局の制御手段から命令を受信する
ことを特徴とする付記５又は８に記載の通信システム。
【０１７８】
（付記１０）
前記中間装置は、該中間装置の最大送信電力に基づいて、該中間装置が前記命令に従って送信電力の変更を実行できるか否かを判定する
ことを特徴とする付記１０記載の通信システム。
【０１７９】
（付記１１）
前記命令に従って送信電力を変更できないことを前記中間装置が確認した場合に、前記中間装置は該中間装置で実行可能な中間装置の送信電力の修正された変更内容を決定する
ことを特徴とする付記１０記載の通信システム。
【０１８０】
（付記１２）
前記中間装置は、前記要求又は修正された要求に従って、該中間装置の送信電力に変更を生じさせる
ことを特徴とする付記９乃至１１の何れか１項に記載の通信システム。
【０１８１】
（付記１３）
前記中間装置は、該中間装置で受信した通信信号の品質のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記中間装置は前記インジケータを基地局のインジケータ受信手段に送信し、前記基地局は該基地局で導出されたインジケータと前記中間装置で導出されたインジケータとの不均衡を検出する不均衡検出手段を更に有し、前記決定手段は、前記不均衡の前記不均衡検出手段による検出後に、該不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変更内容を決定し、前記制御手段は、前記変更内容の決定後に、要求される変更内容に従ってソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する
ことを特徴とする付記１乃至１２の何れか１項に記載の通信システム。
【０１８２】
（付記１４）
前記ソース装置は、送信電力を増やす命令の受信後に、該ソース装置の最大送信電力に基づいて前記命令を実行できるか否かを判定する
ことを特徴とする付記１３記載の通信システム。
【０１８３】
（付記１５）
前記命令を実行できないことを前記ソース装置が確認した場合に、前記ソース装置は、不均衡を減らす送信電力の修正された変更内容を決定し、該修正された変更内容を実行する
ことを特徴とする付記１０記載の通信システム。
【０１８４】
（付記１６）
前記制御手段は、送信電力を増やす命令を前記ソース装置に発行した後に、前記ソース装置の送信電力が前記命令に従って変更されているか否かを判定するために、前記中間装置により導出されたインジケータを監視する
ことを特徴とする付記１３乃至１５の何れか１項に記載の通信システム。
【０１８５】
（付記１７）
ソース装置の送信電力の変更が前記命令に従って変更されてないことが確認された場合に、前記制御手段は、前記中間装置の送信電力の以後の如何なる増加も禁止する
ことを特徴とする付記１６記載の通信システム。
【０１８６】
（付記１８）
中間装置の送信電力の増加が禁止される場合であって、不均衡検出手段により不均衡が以後一切検出されなかった場合に、前記制御手段は前記中間装置の送信電力の以後の増加を許容する
ことを特徴とする付記１７記載の通信システム。
【０１８７】
（付記１９）
中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、前記不均衡検出手段により不均衡が以後検出され、基地局の制御手段が送信電力を減らす命令を前記ソース装置に発行させる場合に、前記制御手段は中間装置の送信電力の以後の増加を許可する
ことを特徴とする付記１７又は１８に記載の通信システム。
【０１８８】
（付記２０）
中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、前記不均衡検出手段により不均衡が以後検出され、基地局の制御手段が、前記ソース装置で実行可能な送信電力を増やす命令を前記ソース装置に発行させる場合に、前記制御手段は中間装置の送信電力の以後の増加を許可する
ことを特徴とする付記１７，１８又は１９に記載の通信システム。
【０１８９】
（付記２１）
ソース装置、中間装置及び基地局を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該通信システムは：
ｉｖ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
ｖ）不均衡検出手段による不均衡の検出に続いて、不均衡を減らすのにソース装置に要求される送信電力の変更を決定する決定手段；
ｖｉ）変更の決定に続いて、ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行する、基地局に設けられた制御手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【０１９０】
（付記２２）
中間装置及び基地局により導出される或るインジケータが、中間装置又は基地局各々で受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記２１記載の通信システム。
【０１９１】
（付記２３）
中間装置及び基地局により導出される或るインジケータが、中間装置又は基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記２１又は２２に記載の通信システム。
【０１９２】
（付記２４）
前記中間装置は、前記不均衡検出手段に前記インジケータを送信する
ことを特徴とする付記２１、２２又は２３に記載の通信システム。
【０１９３】
（付記２５）
前記ソース装置は、送信電力を増やす命令の受信後に、該ソース装置の最大送信電力に基づいて前記命令を実行できるか否かを判定する
ことを特徴とする付記２１乃至２４の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９４】
（付記２６）
前記命令を実行できないことを前記ソース装置が確認した場合に、前記ソース装置は、不均衡を減らす送信電力の修正された変更内容を決定し、該修正された変更内容を実行する
ことを特徴とする付記２５記載の通信システム。
【０１９５】
（付記２７）
前記制御手段は、送信電力を増やす命令を前記ソース装置に発行した後に、前記ソース装置の送信電力が前記命令に従って変更されているか否かを判定するために、前記中間装置により導出されたインジケータを監視する
ことを特徴とする付記２４乃至２７の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９６】
（付記２８）
ソース装置の送信電力の変更が前記命令に従って変更されてないことが確認された場合に、前記制御手段は、前記中間装置の送信電力の以後の如何なる増加も禁止する
ことを特徴とする付記２７記載の通信システム。
【０１９７】
（付記２９）
中間装置の送信電力の増加が禁止される場合であって、不均衡検出手段により不均衡が以後一切検出されなかった場合に、前記制御手段は前記中間装置の送信電力の以後の増加を許容する
ことを特徴とする付記２８記載の通信システム。
【０１９８】
（付記３０）
中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、前記不均衡検出手段により不均衡が以後検出され、基地局の制御手段が送信電力を減らす命令を前記ソース装置に発行させる場合に、前記制御手段は中間装置の送信電力の以後の増加を許可する
ことを特徴とする付記２８又は２９に記載の通信システム。
【０１９９】
（付記３１）
中間装置の送信電力の増加が禁止された場合であって、前記不均衡検出手段により不均衡が以後検出され、基地局の制御手段が、前記ソース装置で実行可能な送信電力を増やす命令を前記ソース装置に発行させる場合に、前記制御手段は中間装置の送信電力の以後の増加を許可する
ことを特徴とする付記１８，２９又は３０に記載の通信システム。
【０２００】
（付記３２）
前記中間装置が、再生中継ノードを有する
ことを特徴とする付記１乃至３１の何れか1項に記載の通信システム。
【０２０１】
（付記３３）
マルチホップ通信システムで中間装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを基地局で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータの所望値からの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）インジケータを所望値に近づける中間装置の送信電力に要求される変更内容を決定するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【０２０２】
（付記３４）
マルチホップ通信システムでソース装置の送信電力を制御する方法であって、マルチホップ通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変化を決定するステップ；及び
ｉｖ）ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【０２０３】
（付記３５）
１以上の中間装置を介して、ソース装置からの通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出されたインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）インジケータ変化検出手段による前記変化の検出に続いて、インジケータを所望値に近づけるのに必要な、中間装置の送信電力の変更を決定し、中間装置の送信電力を変える要求を制御手段に送信する決定手段；
ｉｖ）前記要求を決定手段から受信する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【０２０４】
（付記３６）
前記制御手段は入力信号を受信する入力信号受信手段を有し、該入力信号は、中間装置の送信電力の増加が禁止されているか否かを制御手段が判定できるようにする
ことを特徴とする付記３５記載の基地局。
【０２０５】
（付記３７）
前記基地局は：
ｉ）中間装置で受信された通信信号の品質を示す中間装置で導出されたインジケータを受信する受信手段；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置から受信されたインジケータの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
を更に有し、決定手段は、不均衡検出手段により不均衡を検出した後で、不均衡を減らすのに要求されるソース装置の送信電力の変更を決定し、制御手段は、要求される変更の決定後に、ソース装置の送信電力の変更を指令する要求をソース装置に発行する
ことを特徴とする付記３５又は３６に記載の基地局。
【０２０６】
（付記３８）
１以上の中間装置を介して、ソース装置からの通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置で受信した通信信号の品質を示す１以上のインジケータを中間装置から受信するインジケータ受信手段；
ｉｉｉ）基地局で導出されたインジケータと中間装置から受信されたインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；
ｉｖ）不均衡検出手段による不均衡の検出後に、不均衡を減らすのに必要なソース装置の送信電力の変化を決定する決定手段；及び
ｖ）変更の決定後に、ソース装置の送信電力の変更を指令する命令をソース装置に発行する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【０２０７】
（付記３９）
前記制御手段は、送信電力を増やす命令を前記ソース装置に発行した後に、前記ソース装置の送信電力が前記命令に従って変更されているか否かを判定するために、前記中間装置により導出されたインジケータを監視する
ことを特徴とする付記３８記載の基地局。
【０２０８】
（付記４０）
ソース装置の送信電力の変更が前記命令に従って変更されてないことが確認された場合に、前記制御手段は、前記中間装置の送信電力の以後の如何なる増加も禁止する
ことを特徴とする付記３９記載の基地局。
【０２０９】
（付記４１）
コンピュータにロードされた場合に、付記１乃至３３の何れか１項に記載の通信システムの基地局として又は付記３５乃至４０の何れか１項に記載の基地局として前記コンピュータを動作させるコンピュータプログラム。
【０２１０】
（付記４２）
キャリア媒体により持ち運ばれる付記４１記載のコンピュータプログラム。
【０２１１】
（付記４３）
前記キャリア媒体が記録媒体である
ことを特徴とする付記４２記載のコンピュータプログラム。
【０２１２】
（付記４４）
前記キャリア媒体が伝送媒体である
ことを特徴とする付記４２記載のコンピュータプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１Ａ】無線通信システムのシングルセル／中継モデルを示す図である。
【図１Ｂ】無線通信システムの２セル／中継モデルを示す図である。
【図２Ａ】パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。
【図２Ｂ】パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。
【図３】本発明の第１形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第２形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図５】本発明の第１及び第２形態を用いる基地局の一部を示す図である。
【図６Ａ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図６Ｂ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図７Ａ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図７Ｂ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図８Ａ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図８Ｂ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図８Ｃ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図９Ａ】シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。
【図９Ｂ】シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。
【図１０】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である（ソース及び宛先装置間の通信リンクは、より短いマルチホップリンクに比較して３ｄＢの利得を有することが仮定されている。）。
【符号の説明】
【０２１４】
１  インジケータ導出手段；  ２  インジケータ変化検出手段；  ３  決定手段；  ４  第１計算手段；  ５  第２計算手段；  ６  要求受信手段；  ７  制御／命令手段；  ８ａ  要求リレー；  ８ｂ  要求修正手段；  ９  インジケータ受信手段；  １０  インバランス検出手段；  １１  基地局；  １２  中間装置；  １３  ソース装置
【図１Ａ】
2006352891.tif 000063
【図１Ｂ】
2006352891.tif 000064
【図２Ａ】
2006352891.tif 000065
【図２Ｂ】
2006352891.tif 000066
【図３】
2006352891.tif 000067
【図４Ａ】
2006352891.tif 000068
【図４Ｂ】
2006352891.tif 000069
【図５】
2006352891.tif 000070
【図６Ａ】
2006352891.tif 000071
【図６Ｂ】
2006352891.tif 000072
【図７Ａ】
2006352891.tif 000073
【図７Ｂ】
2006352891.tif 000074
【図８Ａ】
2006352891.tif 000075
【図８Ｂ】
2006352891.tif 000076
【図８Ｃ】
2006352891.tif 000077
【図９Ａ】
2006352891.tif 000078
【図９Ｂ】
2006352891.tif 000079
【図１０】
2006352891.tif 000080